«Расчет принципиальной тепловой схемы электростанции на базе турбоустановки пт-30-90/10» - Курсовая работа

Содержание

Введение …. 4

1 Краткое описание принципиальной тепловой схемы на базе турбоустановки ПТ-30-90/10…

5

2 Краткая характеристика турбоустановки ПТ-30-90/10 УТМЗ…. 8

3 Исходные данные для расчёта принципиальной тепловой схемы …. 11

4 Расчёт принципиальной тепловой схемы на базе турбоустановки ПТ-30-90/10…

10

4.1 Определение давлений в местах отборов турбины …. 14

4.2 Построение h-s диаграммы процесса расширения пара в турбине… 15

4.3 Параметры пара и воды в турбоустановке.…. 20

4.4 Баланс воды и пара…. 21

4.5 Тепловые балансы подогревателей ….…. 23

4.5.1 Сетевая подогревательная установка (бойлерная)…. 24

4.5.2 Питательный насос… 25

4.5.3 Деаэратор питательной воды ….…. 27

4.5.4 Установка для подогрева и деаэрации добавочной воды. 28

4.5.5 Регенеративные подогреватели низкого давления.…. 30

4.5.6 Охладители уплотнений и эжекторов, конденсатор…. 34

4.6 Паровой баланс турбины….…. 36

4.7 Энергетический баланс турбоагрегата…. 37

4.8 Результаты расчета принципиальной тепловой схемы…. 38

5 Энергетические показатели турбоустановки и энергоблока….…. 41

5.1 Энергетические показатели турбинной установки.…. 41

5.2 Энергетические показатели ТЭЦ…. 42

Заключение …. 46

Список использованной литературы ….… 48

Приложение А Отопительные графики качественного регулирования отпуска тепла по среднесуточной температуре наружного воздуха….

49

Введение

Процесс производства электроэнергии на ТЭЦ характеризуется повышенной тепловой экономичностью и более высокими энергетическими показателями по сравнению с конденсационными электростанциями. Это объясняется тем, что отработавшее тепло турбины, отведённое в холодный источник (приёмники тепла у внешнего потребителя), используется в нём.

На ТЭЦ установлены преимущественно турбины с производственно – теплофикационными отборами (турбины типа ПТ) или теплофикационные турбины (турбины типа Т) в сочетании с турбинами с противодавлением (турбины типа Р).

В данной работе была составлена и рассчитана принципиальная тепловая схема теплоэлектроцентрали на базе теплофикационной турбины ПТ-30-90/10, работающей при наружной температуре воздуха .

Полученные данные настоящего курсового проекта можно применить для выбора вспомогательного оборудования электростанции.

Выдержка из текста работы

1 Краткое описание принципиальной тепловой схемы на базе турбоустановки ПТ-30-90/10

Энергоблок номинальной электрической мощностью 30 МВт состоит из котла высокого давления Е-230-100 ГМ, турбины ПТ-30-90/10 УТМЗ, электрогенератора и вспомогательного оборудования. Данная принципиальная тепловая схема (ПрТС) составлена на базе тепловой схемы Уфимской ТЭЦ-3 и имеет свои особенности.

Парогенератор Е-230-100ГМ – двухбарабанный котел с естественной циркуляцией номинальной паропроизводительности 230т/ч, вырабатывает перегретый пар с давлением 100 ата и температурой 510 0С.

Свежий пар с давлением 90 ата (8,8 МПа) и температурой 500 0С поступает в турбину и, совершив работу, направляется в конденсатор.

Турбина имеет 4 отбора, из которых 2 - регулируемых (пар поступает на производство и теплофикацию), 2 – нерегулируемых (пар поступает на регенеративный подогрев основного конденсата).

Основной конденсат подогревается последовательно в охладителях эжектора (ОЭ) и уплотнений (ОУ), в трех подогревателях низкого давления (ПНД) и деаэраторе питательной воды 6 ата (ДПВ). Отпуск пара на эти подогреватели осуществляется из двух регулируемых и двух нерегулируемых отборов пара турбины. Нумерация подогревателей производится по ходу конденсата, а отборов – по ходу пара турбоагрегата. Конденсат греющего пара из ПНД-3 каскадно сливается в ПНД-2, из ПНД-2 он дренажным насосом перекачивается в смеситель (СМ), а из ПНД-1 - сливается в конденсатор.

Для восполнения потерь в схеме предусмотрен забор сырой воды. Сырая вода подогревается в охладителе продувки (ОП), затем, пройдя химическую очистку и подогрев в подогревателе химически очищенной воды (ПОВ), поступает в деаэратор обратного конденсата и химочищенной воды 1,2 ата (ДКВ). Для обеспечения подогрева и деаэрации добавочной воды используется теплота пара из третьего отбора. Конденсат из ДКВ перекачивается в смеситель.

Пар из первого регулируемого отбора с давлением 10 ата поступает на производство и питание ДПВ. Обратный конденсат от производственного потребителя с давлением 2 ата и температурой 70 0С подается в ДКВ.

Для подогрева сетевой воды из теплофикационного отбора с давлением 1,2-2,5 ата поступает греющий пар в нижний сетевой подогреватель. Верхний сетевой подогреватель включают при температуре наружного воздуха меньше -21°С. Греющий пар, питающий ВСП, поступает из паропровода ТЭЦ с давлением 8 ата. Конденсат из НСП перекачивается в СМ.

Температура регенеративного подогрева питательной воды равна 1580С.

Из первого отбора (регулируемого) пар поступает в деаэратор питательной воды ДПВ (с давлением 6ата) и на производство; из второго (нерегулируемого) - в ПНД-3; из третьего (регулируемого) – в ПНД-2, НСП и деаэратор обратного конденсата и добавочной воды ДКВ (с давлением 1,2ата); из четвертого (нерегулируемого) – в ПНД-1.

Пар из уплотнений штоков клапанов поступает в ДПВ. Пар из уплотнений направляется во второй и четвертый отборы. Выпар деаэратора расходуется на эжектор и отсос из концевых уплотнений, и далее эта смесь поступает в охладитель эжекторов (ОЭ) и уплотнений (ОУ).

Продувка котла – одноступенчатая. Пар с расширителя поступает в деаэратор 6 ата. Продувочная вода с расширителя подогревает сырую воду в ОП.

Для обеспечения заданной энтальпии основного конденсата и конденсата греющего пара после ЭУ проводят рециркуляцию, увеличив поток основного конденсата.

2 Краткая характеристика турбоустановки

ПТ-30-90/10

Паровая турбина типа ПТ-30-90/10 (ПТ-25-90/10М или ВПТ-25-3) номинальной мощностью 30000 кВт, при 3000об/мин с конденсатором, двумя нерегулируемыми отборами и двумя регулируемыми отборами – предназначена для непосредственного привода генератора.

Турбина представляет собой одноцилиндровый агрегат, имеющий двухвенечную ступень скорости в качестве регулирующей ступени (колесо “Кертиса”) и 18 ступеней давления.

Ротор турбины соединен с ротором генератора полугибкой муфтой. Ротор турбины вращается по часовой стрелке, если смотреть на турбину со стороны переднего подшипника.

Первые 9 дисков ротора откованы заодно с валом, последние 10 дисков – насадные. Турбина имеет клапанное регулирование. Свежий пар подводится к отдельно стоящей паровой коробке, в которой расположен клапан автоматического затвора турбины, откуда по перепускным трубам пар пропускается к четырем регулирующим клапанам, расположенным в паровых коробках, вваренных в переднюю часть цилиндра турбины.

На выходе из цилиндра турбины отработанный пар попадает в конденсатор поверхностного типа, присоединенный непосредственно к выхлопному патрубку турбины путем приварки при монтаже.

Турбина снабжена паровыми лабиринтовыми уплотнениями, к которым подводится дросселированный пар, охлажденный в специальном охладителе, или пар из 2-х паропроводов уравнительных по пару деаэраторов 6ата, количество которого регулируется автоматически.

Турбина рассчитана на работу свежим паром при давлении 90ата и тем-пературе 5000С на входе в автоматический стопорный клапан турбины (далее АСК). Расчетная температура охлаждающей воды на входе в конденсатор равна 200С.

Турбина имеет два нерегулируемых отбора пара, предназначенных для подогрева конденсата турбины в подогревателях низкого давления и два регулируемых отбора, из которых: один – давлением 813ата предназначен для внешнего производственного потребления, а второй – давлением 1,22,5ата предназначается для теплофикационного потребления и на регенеративный подогрев конденсата турбины.

Максимальная величина производственного отбора пара (при номинальной мощности турбины и теплофикационном отборе равном нулю) составляет 185т/ч при давлении в камере отбора 9кгс/см2 и 170т/ч при давлении 12кгс/см2.

Максимальная величина теплофикационного отбора пара (при номи-нальной мощности турбины и производственном отборе равном нулю) состав-ляет 100т/ч при давлении в камере отбора 1,5кгс/см2.

В эксплуатации необходимо следить за давлением в камере регули-рующей ступени, которое не должно превышать:

р=52 кгс/см2 при включенной регенерации;

р=49 кгс/см2 при выключенной регенерации.

Лопаточный аппарат турбины рассчитан и настроен на работу при час-тоте 50 Гц, что соответствует числу оборотов ротора турбогенератора 3000 об/мин. Работа турбины при частоте сети ниже 49,5 Гц и выше 50,5 Гц не до-пускается.

Конденсационное устройство состоит из:

• Поверхностного двухходового конденсатора 25КЦС. Подвод и отвод охлаждающей воды осуществляется из каждой половины конденсатора, которые можно отключать на ходу. Снижение нагрузки при этом определяется температурой выхлопной части цилиндра, которая не должна превосходить 600С. Количество охлаждающей воды, проходящей через конденсатор 5000 м3/ч. Воздушная плотность конденсатора характеризуется присосом воздуха в вакуумную систему и не должна превышать 10 кг/ч.

• Воздухоудаляющего устройства, состоящего из:

а) одного основного 2-х ступенчатого эжектора типа ЭП-2-400-3 для обеспечения нормального процесса теплообмена в конденсаторе. Расход пара на эжектор 400 кг/ч. Источником эжектора паром служит паропровод давлением 90ата и паропровод 22ата.

Для отключения эжектора от конденсатора перед эжектором устанавли-вается на воздушном трубопроводе задвижка с водяным уплотнением и вентиль на сливе конденсата из холодильника 1-й ступени.

б) одного пускового эжектора типа ЭП-1-600-3 для быстрого поднятия вакуума в конденсаторе 500-600 мм рт. ст. с расходом пара 600 кг/ч. Эжектор питается от линии свежего пара 90ата и 22ата.

• Арматура турбинной установки работающая под вакуумом снабжена водяными уплотнениями.

Конденсатор оборудован схемой промывки обратным ходом воды.

Регенеративное устройство предназначается для подогрева конденсата турбины паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбины, и состоит из трех поверхностных подогревателей: №1, 2 и 3 низкого давления, после которых конденсат турбины направляется в деаэраторы 6ата.

Тип подогревателя №1 - ПН-65-3, поверхность нагрева 65 м2, рабочее давление в корпусе 0,5 кгс/см2, в трубной системе 12 кгс/см2.

Тип подогревателя №2 - ПН-65-4, поверхность нагрева 65 м2, рабочее давление в корпусе 5,6 кгс/см2, в трубной системе 12 кгс/см2.

Тип подогреватель №3 - ПН-130-5, поверхность нагрева 130 м2, рабо-чее давление в корпусе 7 кгс/см2, в трубной системе 15 кгс/см2.

Каждый подогреватель снабжен конденсатоотводчиком, открытие сливного клапана которого управляется поплавком, расположенном в паровом корпусе подогревателя, кроме подогревателя №3, у которого конденсатоотвод-чик выносного типа с дистанционным управлением от КДУ.

Водяные камеры подогревателя низкого давления, корпуса и конден-сатосборники - сварные, трубки поверхности нагрева U-образные, латунные.

Заключение

В результате расчёта тепловой схемы электростанции на базе производственной теплофикационной турбины ПТ-30-90/10, работающей на расчетном режиме при температуре окружающей среды воздуха , получены следующие значения основных параметров, характеризующих данную электростанцию:

- расход свежего пара на турбину

- отпуск технологического пара турбиной

Dп = 70 т/ч = 19,44 кг/с;

- расходы пара в отборах турбины

,

,

,

;

- расход греющего пара на сетевой подогреватель

;

- отпуск тепла на отопление турбоустановкой

QТ = 10,05 МВт;

- отпуск тепла турбоустановкой на производственные потребители

QП = 51,446 МВт;

- общий расход теплоты на внешних потребителей пара

QТП = 61,496 МВт;

- КПД ТЭЦ по производству электроэнергии

;

- КПД ТЭЦ по производству и отпуску теплоты на отопление

;

- удельный расход условного топлива на производство электроэнергии

bЭУ=245,687 г у.т./(кВтч);

- удельный расход топлива на производство и отпуск тепловой энергии

bТУ=37,228 г у.т./МДж;

- полный КПД ТЭЦ «брутто»

;

- полный КПД ТЭЦ «нетто»

;

- удельный расход условного топлива на станцию "нетто"

.

Полученные в результате расчета тепловой схемы энергоблока на заданном режиме расходы пара, воды, конденсата и топлива позволяют выбрать типовое вспомогательное оборудование для энергоблока и теплоэлектроцентрали в целом.

Расчеты на ЭВМ проведены с использованием табличного процессора Microsoft Excel.

Список литературы

1. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. Рек. Гос. Службой стандартных справочных данных. ГСССД Р-776-98 – М.: Издательство МЭИ, 1999.

2. Инструкция по эксплуатации турбогенератора ПТ-30-90 УТМЗ ст.№5. – Уфа, 2004.

3. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов/ Под ред. В. Я. Гиршфельда. – 3-е изд., прераб. И доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

4. Расчет тепловых схем паротурбинных установок: Учебное электронное издание/Полещук И.З. – ГОУ ВПО УГАТУ, 2005.

5. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник/Под общей ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и В.М. Зорина. – 3-е изд. - М.: Издательство МЭИ, 2003. – 648с.: ил. – (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 3).

6. Турбины тепловых и атомных электрических станций: Учебник для вузов/ Под ред. А.Г, Костюка, В.В. Фролова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 488 с.

7. Трухний А.Д., Ломакин Б.В. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки: Учебное пособие для вузов. – М.: Издательство МЭИ, 2002. – 540 с.

8. Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции: Учебник для вузов. – 3-е. изд., перераб. – М.: издательство МЭИ, 2004. – 424 с.

9. Шляхин П.Н., Бершадский М.Л. Краткий справочник по паротурбинным установкам. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960.

10. Щегляев А.В. Паровые турбины: Учеб. для вузов. – 6-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 416 с.

11. Щегляев А.В. Паровые турбины: Учеб. для вузов. – 3-е изд., перераб. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1955. – 320 с.